Bezdotykový spínač (PB) je spínač, který je ovládán vnějším předmětem bez mechanického kontaktu mezi spínačem a předmětem. Spínání zátěže je prováděno polovodičovými prvky spínací jednotky VB. To vše zajišťuje vysokou spolehlivost bezkontaktního spínače.
V řídicích systémech obvykle fungují jako zpětnovazební senzory, které signalizují dokončení příkazu k pohybu konkrétním zařízením. Ale jejich použití není omezeno na toto.
Když se pohybující objekt dostane do zóny citlivosti bezkontaktního spínače, spustí se. Při aktivaci VB polovodičová spínací jednotka zapne nebo vypne zátěžový proud (až 400 mA DC nebo až 500 mA AC). Jako zátěž lze použít vstup regulátoru, elektronického obvodu nebo přímo vinutí relé nebo stykače.
Široký výběr snímačů typu VB se vyrábí v podniku Sensor CJSC v Jekatěrinburgu a ve výzkumné a výrobní společnosti TEKO v Čeljabinsku.
Elektrická část bezkontaktního spínače je umístěna v pouzdře z poniklované mosazi nebo plastu (obr. 13). Pro zajištění provozuschopnosti za extrémních provozních podmínek je elektrická část utěsněna směsí.
Při návrhu nového nebo modernizaci stávajícího zařízení je vhodné zvolit bezkontaktní spínač s ohledem na tři skupiny funkčních a provozních parametrů:
– typ objektu ovlivňující citlivý prvek WB;
– požadované parametry spínacího prvku VB;
– parametry provozních podmínek a konstrukční vlastnosti zařízení.
S přihlédnutím k těmto skupinám a v závislosti na principu činnosti citlivého prvku se bezkontaktní spínače dělí na indukční, kapacitní a optické.
Indukční přibližovací spínače (VBI) reagují na vlivné kovové předměty na vzdálenost odezvy až 150 mm. Předmětem může být buď kovový konstrukční prvek nebo kovová deska připevněná k libovolné pohyblivé části zařízení.
Indukční přibližovací spínače mají citlivý prvek v podobě indukční cívky s magnetickým obvodem otevřeným směrem k aktivní ploše (obr. 14).
Rýže. 14. Funkční schéma VBI
Před aktivní plochou IBI se vytváří elektromagnetické pole. Při vložení kovového předmětu do tohoto pole dojde k utlumení kmitů oscilátoru, poklesu demodulovaného napětí, překlopení spouště a sepnutí spínacího prvku.
Za provozních provozních podmínek (včetně provozních hodnot napájecího napětí a okolních teplot) zajišťuje GOST spolehlivý provoz všech produktů VBI v garantovaném intervalu odezvy.
Typicky je v praxi předmět vlivu pro IBI vyroben ve formě ocelové desky požadovaných rozměrů (tloušťka cca 1 mm, obr. 15), připojené k pohyblivé části mechanismu, jejíž poloha musí být ovládán.
Pokud je dotčený objekt menší než standardní velikost, může se změnit snímací vzdálenost.
Indukční přibližovací spínače jsou nejrozšířenější jako koncové spínače pro válečkové stoly, automatické linky atd. (obr. 15.).
Rýže. 15. Lokalizace nozokomiálních nákaz
Kapacitní bezdotykové spínače (VBE) reagují na přítomnost jakýchkoliv nárazových předmětů a používají se jako snímače hladiny pro kapaliny a sypké materiály.
Kapacitní bezdotykové spínače mají citlivý prvek v podobě desek kondenzátoru umístěných v blízkosti aktivní plochy. Zjednodušené funkční schéma UBE je na Obr. 16.
Rýže. 16. Funkční schéma VBE
Přiblížení předmětu z libovolného materiálu k aktivní ploše vede ke změně kapacity kondenzátoru, parametrů generátoru a v konečném důsledku ke sepnutí spínacího prvku.
Předměty vyrobené z kovu (čtvercová deska St1 o tloušťce XNUMX mm) nebo dielektrikum s vyšší dielektrickou konstantou, např. voda, ovlivňují VBE ve větší míře. Malé nebo tenké předměty mají malý vliv na UBE.
Nejrozšířenější použití VBE bylo zjištěno jako spolehlivé a levné senzory pro sledování maximální nebo minimální hladiny kapalných nebo sypkých materiálů (obr. 17, a, b). V tomto případě je možné instalovat a servisovat UBE mimo nádrže
VBE také přepíná z materiálu umístěného za nějakým dielektrikem, například bude snímat smůlu uhlí přes sklolaminátovou desku (obr. 17, b).
Pro ilustraci tohoto typu provozu s přihlédnutím k vlivu okolního kovu lze uvést následující příklad použití. Když se průměr otvoru v kovové nádrži rovná trojnásobku průměru aktivní plochy bezkontaktního spínače VBE-Ts30–96 U – . bude reagovat na minerální olej přes sklo o tloušťce 18 mm, a když průměr otvoru v nádrži je roven dvojnásobku průměru aktivní plochy – skrz sklo tloušťky 6 mm.
VBE se také používá pro počítání nebo polohování různých předmětů vyrobených z nekovových materiálů (obr. 17, c).
Optické bezdotykové spínače (VBO) se používají k určování pohybu, přítomnosti nebo kontroly velikosti objektů vyrobených z jakéhokoli neprůhledného materiálu, jakož i k polohování a počítání objektů vyrobených z jakéhokoli neprůhledného materiálu.Zóna jejich citlivosti dosahuje 16 metrů. Okolní teplota od -25 0 C do +80 0 C.
Rýže. 18. Funkční schéma UBO
Emitter je zařízení skládající se ze zdroje optického záření, čoček a potřebného elektrického obvodu, který vytváří optický paprsek.
Přijímač – jedná se o zařízení skládající se z citlivého prvku, čoček a potřebného elektrického obvodu, který přijímá optický paprsek z vysílacího zařízení.
Seznam použité literatury
1. Sedsh V.V. Základy automatizace válcovací výroby
2. Ilev V.G. Automatizační a řídicí systémy ve válcovací výrobě
Líbil se vám článek? Přidejte si ji do záložek (CTRL+D) a nezapomeňte ji sdílet se svými přáteli:
Účelem článku je přitáhnout pozornost vývojářů řídicích systémů pro technologická zařízení, aby se na trhu objevily tuzemské bezkontaktní spínače, které se svými parametry neliší od zahraničních výrobků. Nabízí se popis výhod a vlastností použití nové řady takových přepínačů.
Obecný popis
Bezkontaktní spínače jsou senzory pro sledování polohy objektů s dvouúrovňovým výstupem. Obvykle fungují jako zpětnovazební senzory pro logiku řídicího systému a signalizují dokončení příkazu k pohybu konkrétním zařízením.
Jejich použití není omezeno na toto.
Absence mechanického kontaktu mezi ovlivňujícím předmětem a citlivým prvkem bezkontaktního spínače zajišťuje vysokou spolehlivost jeho činnosti.
Pohybující se objekt spustí bezdotykový spínač vstupem do jeho zóny citlivosti. Bezkontaktní spínače jsou funkčně kompletní zařízení, které přímo ovládá prvky elektrického automatizačního systému. Polovodičová spínací jednotka zapíná nebo vypíná zátěžový proud do 400 mA DC nebo do 500 mA AC. Jako zátěž lze přímo připojit vstup regulátoru, elektronického obvodu nebo vinutí relé nebo stykače.
Rýže. 1. Zjednodušené funkční schéma bezkontaktního spínače
Elektrická část zařízení je umístěna v pouzdře z poniklované mosazi nebo plastu. Pro zajištění výkonu v extrémních podmínkách je elektrická část utěsněna směsí.
Podle typu citlivého prvku se bezkontaktní spínače dělí na indukční, kapacitní a optické. Nejpoužívanější jsou indukční bezdotykové spínače. Reagují na kovové předměty vlivu. Snímací vzdálenost od 0 do 150 mm. Instalováno na CNC strojích, lisech, vstřikovacích lisech, dopravníkových linkách, automatických ventilech, balicích strojích atd.
Rýže. 2. Příklady schémat zapojení bezkontaktních spínačů
Kapacitní bezdotykové spínače reagují na přítomnost jakýchkoliv vlivných objektů. Používají se jako snímače hladiny pro kapaliny a sypké materiály.
Optické bezdotykové spínače se používají pro sledování a polohování libovolných objektů a také pro počítání produktů. Jejich zóna citlivosti dosahuje 16 metrů.
Problémy operátorů a vývojářů řídicích systémů
Spolehlivost systémů řízení procesů v průmyslu je určena spolehlivostí prvků nejvíce náchylných k destabilizujícím faktorům. Jedním z těchto prvků jsou bezkontaktní spínače, které fungují jako snímače polohy.
Kapacitní a indukční snímače ve válcovém pouzdře
Zastavení dopravníkové linky, balicího stroje nebo vozidla kvůli poruše senzoru je poměrně nákladné. Spotřebitel se proto velmi zajímá o kvalitu. Kvalitou se v tomto případě rozumí spolehlivost provozu pod vlivem destabilizujících faktorů, které jsou v podmínkách skutečného provozu zařízení hojné: náročné teplotní podmínky, agresivní a výbušné prostředí, rušení, vibrace, otřesy atd. Dalším důležitým bodem jsou záruky stabilní zásoby. Podnik Sensor vyrábí bezkontaktní spínače, které vyhovují mezinárodnímu standardu (IEC 50030-5-2), přičemž ceny jsou několikanásobně nižší než dovážené analogy (od 6 USD) a řada uspokojí každého vývojáře – více než 900 standardních velikostí.
Kvalita je zaručena zkušenostmi s vývojem, testováním a výrobou bezkontaktních spínačů, používáním dovážených automatizovaných zařízení a SMD komponentů ve výrobním procesu, jakož i zohledněním specifik provozu v Rusku. Rozdíly nové řady bezkontaktních spínačů značky Sensor Nová řada bezkontaktních spínačů normálního provedení je určena pro rozsah provozních teplot od –45 °C do +80 °C. Verze odolná proti chladu zajišťuje provoz při –60 °C.
Provoz v podmínkách vibračního zatížení (do 8 g při frekvenci do 100 Hz) a rázových nárazů se zrychlením do 75 g je nepoškozuje. Indukční bezdotykové spínače nadále fungují pod proudy chladicí kapaliny a stříkající vody díky svému krytí IP 67.
Samostatně stojí za zmínku schopnost pracovat v přítomnosti kolísání a pulsací napájecího napětí, jakož i za podmínek vystavení vodivému a elektromagnetickému rušení.
Spínací jednotka bezkontaktního spínače má ochranu proti přetížení a zkratu v zátěžovém obvodu. Ne všechny dovážené analogy a dříve vyvinuté v tuzemsku vyráběné bezkontaktní spínače mohou odolat provozním podmínkám uvedeným výše.
V tabulce jsou uvedeny parametry a ceny nejoblíbenějších bezkontaktních spínačů značky Sensor.
